如何用肉眼，直接觀察到核輻射？

眼前你所看到的，不是別的，正是人人畏之如虎的輻射。

你一定會(huì)好奇，視頻里是如何做到，讓你清楚看清輻射粒子軌跡的。

不要著急，本期文章內(nèi)容最后，大川會(huì)給你詳細(xì)解釋，而在這之前，我們還有一個(gè)有意思的話題需要探討，這個(gè)話題就是——輻射。

大川下面會(huì)帶你充分了解輻射的本質(zhì)，相信這一定能刷新，你對(duì)輻射的認(rèn)知。

輻射很可怕，但也并不可怕……

這句話很矛盾，但也并不矛盾。

準(zhǔn)備好進(jìn)入正題了嗎？

輻射粒子爆頭事件

先聊一起細(xì)思極快的事件——輻射粒子爆頭事件。

這是一起震驚世界的真實(shí)事件，不僅震驚了整個(gè)科學(xué)界，同時(shí)還在未來(lái)的幾十年間，震驚了整個(gè)醫(yī)學(xué)界。

這起事件發(fā)生在1978年7月13日，主角名叫阿納托利·布戈?duì)査够ˋnatoli Bugorski）。

當(dāng)時(shí)還處于美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期，兩個(gè)超級(jí)大國(guó)不僅大規(guī)模制造核武器，來(lái)互相威脅，而且還在其他各個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)深度的“競(jìng)賽”。

最典型的就是航天競(jìng)賽，為此蘇聯(lián)甚至將第一個(gè)人類宇航員加加林，送上了外太空……

為了在科研方面超越美國(guó)，蘇聯(lián)在1967年，不計(jì)成本建造了一臺(tái)規(guī)模龐大的高能粒子加速器，也就是后面發(fā)生事故的U-70高能粒子加速器。

U-70坐落在莫斯科以南100公里的普羅特維諾市，軌道周長(zhǎng)接近1.5公里，可以輕松賦予質(zhì)子700億電子伏特的能量，并將它的速度加速到光速的99.9926%，堪稱當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的高能粒子加速器。

隨著使用年限的增加，U-70難免會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)大大小小的問(wèn)題，這時(shí)候就需要專業(yè)的工程師來(lái)實(shí)時(shí)對(duì)它進(jìn)行維護(hù)、修理工作。

事故受害者阿納托利，也正是參與維護(hù)、修理U-70的工程師。

時(shí)間來(lái)到1978年7月13日當(dāng)天。

控制臺(tái)的相關(guān)工作人員，突然發(fā)現(xiàn)U-70軌道內(nèi)部出現(xiàn)了故障問(wèn)題，于是便聯(lián)系到工程師阿納托利，希望他能趕快前往U-70軌道內(nèi)部進(jìn)行檢修。

高能粒子加速器不像我們用的電腦，一鍵關(guān)機(jī)就能讓它停止工作等待檢修，它的啟動(dòng)預(yù)熱、關(guān)閉冷卻都需要耗費(fèi)接近半個(gè)月的時(shí)間。

因此，軌道內(nèi)部出現(xiàn)故障后，按照操作手冊(cè)，是需要控制臺(tái)那邊，先將里面的高能粒子束轉(zhuǎn)向，中斷其在軌道內(nèi)的環(huán)形運(yùn)動(dòng)后，才可以進(jìn)行下一步的檢修工作……

阿納托利接到檢修通知后，就急忙趕到了軌道門前，這比控制室工作人員判斷的時(shí)間要提前了數(shù)秒鐘的時(shí)間，他們還沒(méi)來(lái)得及將軌道內(nèi)的高能粒子轉(zhuǎn)向移走。

而阿納托利則以為里面的高能粒子束已經(jīng)被移走，于是為了趕快完成工作，他就打開(kāi)了軌道門，并將頭探了進(jìn)去。

結(jié)果頭剛探進(jìn)去，他就后悔了，一束接近光速的高能粒子束，直接給他爆頭，從他的頭骨左后方射入，然后從鼻子左側(cè)穿了出去。

根據(jù)他本人在事后的回憶表示，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有感受到任何痛覺(jué)，只覺(jué)得有光亮在腦子里閃了一下，然后就消失不見(jiàn)了。

雖然他的感覺(jué)，讓人覺(jué)得有些輕描淡寫，但這些高能粒子束的能量，以及理論上能給人體帶來(lái)的威脅，卻著實(shí)讓人細(xì)思極恐。

有研究人員專門推算過(guò)，一個(gè)正常的普通人，瞬間接受的輻射劑量只需要達(dá)到4000毫西弗，就可以達(dá)到致死標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)場(chǎng)斃命。但阿納托利被接近光速的高能粒子束爆頭，這束高能粒子束蘊(yùn)含的輻射劑量至少能達(dá)到200萬(wàn)毫西弗，是致死劑量的500倍！

如果單純從輻射劑量這塊來(lái)講，阿納托利是不可能活下來(lái)的，他應(yīng)該當(dāng)場(chǎng)死亡才對(duì)。

但令人感到意外的是，他竟然活了下來(lái)……

這還不是最令人意外的，最令人意外的是，他還順便創(chuàng)下了一個(gè)醫(yī)學(xué)奇跡，他一口氣活到了今天，而且被高能粒子束射穿的半邊臉，還獲得了不老容顏。

從這張老年照片看，他沒(méi)有遭受輻射的臉，已經(jīng)變得非常松垮，但另一半遭受輻射的臉，皮膚卻依舊緊致。

實(shí)際上，這就是輻射導(dǎo)致的。

關(guān)于他能活下來(lái)，關(guān)于他的不老容顏，后來(lái)給出的解釋就是，盡管高能粒子束攜帶的能量非常龐大，但正是由于能量龐大，才直接從他的頭部直接穿了過(guò)去，只有極少部分發(fā)生了停留，因此，最后殘留在他頭部的輻射，實(shí)則微乎其微。

這才只影響了他的半邊臉，沒(méi)有給他帶來(lái)更多的其他影響……

香蕉的輻射

阿納托利的故事，告訴了我們一件事，那就是盡管輻射這兩個(gè)字，聽(tīng)起來(lái)非常恐怖，但實(shí)際上，有些時(shí)候卻也沒(méi)那么可怕。

而在我們的生活中，輻射也是無(wú)處不在的存在，幾乎你能想到的很多東西，都是存在輻射的。

輻射主要可以分為兩類，一類是非電離輻射，這種輻射的能量比較低，無(wú)法讓物質(zhì)原子、分子產(chǎn)生電離。像熱輻射、微波、無(wú)線電波，以及一些可見(jiàn)光都屬于這類輻射。

真正有害的則是電離輻射，這里大川著重來(lái)講的，也正是電離輻射。

而為了方便表達(dá)，下面大川將統(tǒng)稱電離輻射為輻射，這點(diǎn)希望大家可以理解。

好的，下面再進(jìn)入正題。

舉個(gè)最典型的例子，香蕉。

你一定吃過(guò)香蕉，但是你知道嗎？香蕉竟然是存在輻射的！

沒(méi)想到吧？

大川以前也沒(méi)想到，但這卻是不爭(zhēng)的事實(shí)，香蕉的確存在輻射。

如果你手里有蓋革計(jì)數(shù)器，當(dāng)你把它放在香蕉附近的時(shí)候，你就會(huì)驚奇的發(fā)現(xiàn)，蓋革計(jì)數(shù)器是可以檢測(cè)出輻射值的。

通常情況下，一根香蕉的輻射值大約在0.11微西弗每小時(shí)左右。

香蕉之所以能夠產(chǎn)生輻射，這與它內(nèi)部所含的豐富的鉀元素有著直接關(guān)系。

在香蕉的鉀元素中，大約有0.0117%是鉀元素的一種放射性同位素——鉀40，它在自然狀態(tài)下會(huì)發(fā)生衰變，這個(gè)衰變的過(guò)程中，就會(huì)產(chǎn)生一定的輻射線，也正是基于這些輻射線的產(chǎn)生，蓋革計(jì)數(shù)器才能從香蕉身上檢測(cè)出輻射。

不過(guò)，雖然香蕉存在輻射，但是0.11微西弗每小時(shí)的輻射劑量，卻是微乎其微的，如果想通過(guò)吃香蕉的方式受到輻射威脅，那你至少要保證，一次性吃下數(shù)萬(wàn)根香蕉，它們的輻射劑量加在一起，才能達(dá)到致命的標(biāo)準(zhǔn)，但問(wèn)題是，你還不等被香蕉的輻射殺死，你就已經(jīng)先被撐死了。

除了香蕉這個(gè)粒子，最典型的粒子還有CT檢查用到的X光射線，這也是非常常見(jiàn)的輻射類型，并且它的輻射劑量還不低，你做一次檢查受到的輻射劑量，能達(dá)到幾萬(wàn)根香蕉的輻射劑量總和。

當(dāng)然，即便如此，只要醫(yī)生遵守操作規(guī)程工作，CT檢查的輻射劑量卻不致命……

我們生活中的輻射，還遠(yuǎn)不止于此，陽(yáng)光、來(lái)自宇宙深空的射線，以及地殼中普遍存在的放射性核素，都可以帶來(lái)輻射。

但現(xiàn)在的情況是，有地球大氣層幫我們隔絕了外來(lái)的輻射，地殼中核素的放射水平偏低，這所有生活中常見(jiàn)的輻射，也就無(wú)法對(duì)我們構(gòu)成威脅了。

所以說(shuō)，我們其實(shí)沒(méi)必要盲目害怕輻射。

真正危險(xiǎn)的輻射

真正危險(xiǎn)的輻射，通常源自我們?nèi)祟愔圃斓模瑳](méi)能控制在安全范圍的輻射源。

大川在這里拿日本福島核電站來(lái)舉例。

正常情況下，核電站內(nèi)的輻射源，是可以控制在安全范圍內(nèi)的，但問(wèn)題是，一旦發(fā)生意外情況，這些輻射源是有可能超出我們控制范圍的。

福島核電站事故，就是由自然災(zāi)害引發(fā)，最終導(dǎo)致了大量核素的泄漏。

而日本還選擇了最“經(jīng)濟(jì)”但最“污染”的方式，對(duì)這些核素進(jìn)行處理，也就是將核污水直接排放到太平洋，任由核素在整片海洋中擴(kuò)散。

上百萬(wàn)噸核污水排放到海洋，說(shuō)會(huì)受到海水稀釋，能減小輻射的危害，這樣的說(shuō)辭你信嗎？

別的不說(shuō)，就拿這些年頻繁出現(xiàn)的那些，因輻射產(chǎn)生畸變的海洋生物來(lái)說(shuō)，你就應(yīng)該清楚了解到，日本核污水排入海洋帶來(lái)的危害到底有多可怕了。

在這些給海洋環(huán)境帶來(lái)巨大的威脅核素中，有幾種是目前來(lái)說(shuō)，最可怕的核素，分別是鈷60、銫137、銥192。

這幾種核素單獨(dú)拿出哪一種來(lái)，都能做到輕松殺人害命。

就拿鈷60來(lái)說(shuō)。

鈷60是鈷元素的一種同位素，擁有極強(qiáng)的放射性，能夠?qū)ν忉尫糯┩噶O強(qiáng)的伽馬射線，就算相隔數(shù)十米的距離，都能輕松穿透人體細(xì)胞組織，并對(duì)這些細(xì)胞組織，造成DNA層面的破壞，導(dǎo)致細(xì)胞的死亡或是癌變。

1992年，山西省就曾發(fā)生過(guò)一起恐怖的鈷60輻射事故。

一位名叫張有昌的工人，在下班的路上從路邊撿到了一枚金屬圓柱，他只覺(jué)得這枚圓柱很特別，興許是別人弄丟的好東西。

但殊不知，這其實(shí)是上海醫(yī)院器械廠無(wú)償提供給忻州科技局的鈷60，總共有6枚，在運(yùn)輸過(guò)程中，其中一枚不慎遺失，這枚遺失的鈷60，也正是張有昌當(dāng)成寶撿到的那枚。

張有昌對(duì)此并不知情，誤將鈷60撿回家后，他甚至還拿出來(lái)給家人看，讓他們幫忙看看這到底是什么東西……

當(dāng)天晚上，張有昌就因?yàn)槭艿解?0的輻射，出現(xiàn)了輻射病，沒(méi)過(guò)多久他的父親、哥哥，也同樣出現(xiàn)了輻射病。

雖然他們都被緊急送往了醫(yī)院救治，但當(dāng)?shù)蒯t(yī)生卻沒(méi)能救活他們，他們一家三口全部死在了病床上。

只有張有昌的妻子張芳，因?yàn)樗艿妮椛鋭┝肯鄬?duì)較小，被送到北京的大醫(yī)院，最終得到了有效救治，從死神手里掙脫了出來(lái)……

僅從這起事件，我們不難看出，鈷60的輻射到底有多恐怖。

不過(guò)，這還不是鈷60最恐怖的地方。

鈷60最恐怖的地方，不僅僅在于，它能輕易通過(guò)輻射殺人于無(wú)形，更在于，它的輻射污染范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、殺傷力強(qiáng)。

因此，在理論上，只要我們可以制作出一枚鈷彈，并在大氣平流層將其引爆，引爆后，鈷60便能通過(guò)平流層擴(kuò)散到全球范圍，給全球帶來(lái)持續(xù)數(shù)年的輻射污染，屆時(shí)全人類都將因此滅亡……

當(dāng)然鈷彈只是理論上的恐怖末日武器，要想制作并引爆它，以目前人類的科技水平，還是很難做到的，因?yàn)樵谀壳暗睦碚撓拢?strong>鈷彈只能是通過(guò)在中子彈外面裹上一層鈷59制成，讓中子彈爆炸后發(fā)射出的中子去轟擊外層的鈷59，將變成鈷60。

在現(xiàn)實(shí)中，操作難度是非常大的，還沒(méi)有任何國(guó)家具備相關(guān)的研發(fā)能力，而就算能夠成功研發(fā)出來(lái)，它的儲(chǔ)存維護(hù)成本，也將極為高昂，每年可能動(dòng)輒就要燒掉數(shù)億美金，這不是任何一個(gè)國(guó)家能夠負(fù)擔(dān)得起的。

另外，我們認(rèn)知下的普通的核輻射——鈾235帶來(lái)的輻射，在一些不可控的情況下，也同樣極度危險(xiǎn)。

切爾諾貝利事故就是典型的代表。

這起發(fā)生在1986年的核事故，爆發(fā)當(dāng)場(chǎng)就帶走了31人的生命，后續(xù)產(chǎn)生的核輻射，則導(dǎo)致這座城市超過(guò)320萬(wàn)人受到傷害，其中有17萬(wàn)人更是因?yàn)槭艿捷椛鋫Γ?0年間陸續(xù)死亡。

當(dāng)然這還不是這起事故的全部，因?yàn)榍袪栔Z貝利整座城市，如今還籠罩在輻射的陰霾之下，事故核心區(qū)域之下，形成的“象腳”，依然存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。

因?yàn)闈B水等情況的發(fā)生，“象腳”依然有復(fù)燃甚至是爆發(fā)的可能，一旦爆發(fā)，便可能對(duì)這座城市再度造成毀滅，屆時(shí)或許整個(gè)歐洲地區(qū)，都會(huì)受到輻射影響，這是我們所有人都不希望看到的。

也正是基于此，當(dāng)后來(lái)日本福島核事故爆發(fā)后，我們所有人才會(huì)如此恐懼，畢竟切爾諾貝利事故的悲劇，很可能會(huì)在日本福島重演……

通過(guò)這一個(gè)個(gè)案例，大川希望你能更清楚了解到，核輻射的真正危害。

它的存在，在某些時(shí)候的確更像是一個(gè)惡魔。

如何用肉眼觀察到輻射？

最后我們?cè)倩氐揭婚_(kāi)始的問(wèn)題，如何用肉眼直接觀察到輻射粒子的軌跡？

要想弄清楚這個(gè)問(wèn)題，還是要回到輻射粒子產(chǎn)生的本質(zhì)上。

像鈾235、鈷60、銫137、銥192這樣的放射性同位素，之所以會(huì)產(chǎn)生輻射粒子，最根本的原因其實(shí)在于，它們的原子核在裂變或衰變的過(guò)程中，會(huì)對(duì)外釋放出中子、電子、光子，其中輻射最強(qiáng)的就是光子，大量光子的釋放也就是我們所謂的伽馬射線的釋放。

因此，要想用肉眼觀察輻射粒子的軌跡，本質(zhì)上其實(shí)就是觀察這些中子、電子和光子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

目前我們最常用的觀察方式，就是通過(guò)制造威爾遜云室進(jìn)行觀察。

大川一開(kāi)始放的視頻畫面，也正是威爾遜云室內(nèi)觀察到輻射粒子軌跡的畫面。

威爾遜云室是英國(guó)物理學(xué)家查爾斯·湯姆遜·里斯·威爾遜，于1896年發(fā)明的核輻射探測(cè)器，憑借威爾遜云室的發(fā)明，他還榮獲了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

威爾遜云室的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，就是制作出一個(gè)密封的環(huán)境，然后通過(guò)快速制造過(guò)飽和蒸汽環(huán)境，來(lái)對(duì)環(huán)境中的帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行觀察。

當(dāng)帶電粒子穿過(guò)過(guò)飽和蒸汽層時(shí)，會(huì)電離氣體分子形成離子鏈，這些離子成為新的凝結(jié)核，使蒸汽迅速凝結(jié)成霧珠，從而在云室中留下粒子運(yùn)動(dòng)路徑的徑跡圖像。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，只要放射源產(chǎn)生輻射粒子，這些輻射粒子便會(huì)在穿過(guò)蒸汽的過(guò)程中，產(chǎn)生一道道類似彈道的軌跡，我們通過(guò)觀察這些軌跡的產(chǎn)生，便能弄清楚輻射粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

如果有條件，你甚至可以親手制作出一套威爾遜云室，來(lái)親眼觀察輻射粒子的軌跡……